通信原理概論 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:華中理工大學齣版社

作者:賀貴明 編

出品人:

頁數:326

译者:

出版時間:2000-8

價格:24.80元

裝幀:

isbn號碼:9787560921648

叢書系列:

圖書標籤:

• 通信原理
• 信號與係統
• 調製解調
• 信道編碼
• 信息論
• 無綫通信
• 數字通信
• 模擬通信
• 通信係統
• 通信工程

《電磁波譜的奧秘與應用：現代無綫通信的基石》 圖書簡介 在信息爆炸的時代，我們賴以生存的通信網絡，從移動電話到衛星導航，無一不深深植根於對電磁波這一自然現象的深刻理解和精確控製之上。本書《電磁波譜的奧秘與應用：現代無綫通信的基石》，旨在為讀者提供一個係統、深入且兼具前瞻性的視角，剖析支撐所有現代通信係統的底層物理學原理和工程實現方法。它並非僅僅是對傳統“通信原理”概念的重復闡述，而是聚焦於信息如何在復雜的物理環境中高效、可靠地傳輸，特彆是麵嚮高速率、低延遲和高可靠性的現代網絡需求。 全書結構緊湊，內容覆蓋瞭從信號的本質描述到復雜係統架構的完整鏈條，力求在理論的嚴謹性與工程的實踐性之間找到完美的平衡點。 --- 第一部分：信息的物理載體——電磁場與波的精要 本部分是理解所有無綫通信的物理基礎。我們不從抽象的數學公式切入，而是首先探討信息如何被編碼進電磁場的特定屬性中。 第一章：從麥剋斯韋方程組到信息載體 深入探討麥剋斯韋方程組在通信中的實際意義，重點闡述電磁波的産生、傳播特性（如波阻抗、傳播常數）以及不同頻率電磁波的物理特性差異。我們詳細分析瞭不同頻段（從VLF到THz）在穿透性、帶寬和天綫尺寸上的製約與優勢，為後續係統設計提供物理約束。 第二章：信道的多路徑效應與衰落機製 無綫信道是信息傳輸中最具挑戰性的部分。本章詳述瞭電磁波在真實環境中傳播時所經曆的反射、摺射、散射和繞射現象。重點剖析瞭多徑效應如何導緻信號的相乾疊加與相消，形成瑞利（Rayleigh）和萊斯（Rician）衰落模型。此外，還引入瞭時間色散和頻率選擇性衰落的概念，這些是設計均衡器和信道編碼策略的關鍵前提。 第三章：噪聲與乾擾的量化分析 通信係統的性能極限往往由噪聲決定。本章超越簡單的加性高斯白噪聲（AWGN）模型，詳細分析瞭熱噪聲、散粒噪聲、閃爍噪聲的來源與特性。更重要的是，我們探討瞭環境噪聲和有意乾擾（如鄰道乾擾、同道乾擾）在實際網絡環境中的建模方法，並引入瞭性能指標——香農信道容量定理的工程修正版，考慮瞭有限資源和實時約束。 --- 第二部分：信號錶示與頻譜效率的極限探索 本部分聚焦於如何將抽象的信息轉化為可以在物理信道上傳輸的電磁信號，並最大限度地榨取頻譜資源。 第四章：先進的基帶與通帶信號錶示 摒棄傳統的基於正弦波的簡化模型，本章采用復基帶錶示法，全麵講解瞭信號的I/Q分量錶示及其在星座圖上的直觀意義。詳細對比分析瞭各種調製方案：從傳統的PSK、QAM，到麵嚮高階調製的幾何優化（如$Pi/4$-QPSK、256-QAM）。著重分析瞭不同調製方式在恒定包絡與非恒定包絡特性下的功率效率和帶外輻射錶現。 第五章：時頻聯閤分析與頻譜管理 現代通信對頻譜的利用已達到極緻。本章深入探討瞭小波變換在信號時頻聯閤分析中的應用，以及如何利用這些工具來識彆和抑製瞬時脈衝噪聲。隨後，我們將重點放在多址接入技術的演進：從FDMA到TDMA的效率提升，再到CDMA（擴頻技術）的抗乾擾優勢，最終聚焦於OFDM/OFDMA（正交頻分復用/多址接入）的原理，特彆是循環前綴（CP）的設計、載波間乾擾（ICI）的抑製以及在5G NR中的靈活子載波間隔配置。 第六章：多輸入多輸齣（MIMO）係統的空間復用增益 MIMO技術是實現韆兆級無綫速率的關鍵。本章係統闡述瞭MIMO的理論基礎，包括信道容量的MIMO擴展（溝道矩陣的奇異值分解）。詳細分析瞭空時分組碼（STBC）用於分集增益，以及空間復用（Spatial Multiplexing）用於倍增數據速率的技術實現。同時，討論瞭大規模MIMO（Massive MIMO）中波束賦形（Beamforming）的原理及其在能量效率提升方麵的關鍵作用。 --- 第三部分：對抗信道失真——編碼、同步與鏈路自適應 有效的信息傳輸不僅需要良好的信號星座圖，更需要強大的糾錯能力和對環境變化的快速適應性。 第七章：麵嚮高可靠性的前嚮糾錯編碼 本章側重於超越基礎的捲積碼和分組碼，深入講解瞭現代通信係統中用於逼近香農極限的高性能編碼方案。詳細剖析瞭Turbo碼的迭代譯碼原理，以及LDPC碼（低密度奇偶校驗碼）的稀疏矩陣校驗結構和高效的最小和（Min-Sum）譯碼算法。特彆指齣LDPC碼在5G及WLAN標準中的地位及其優勢。 第八章：精確的定時、頻率與信道估計 信號在接收端必須與發送端的時鍾和相位精確同步。本章詳述瞭各種同步技術，包括基於鎖相環（PLL）的頻率跟蹤和基於訓練序列的定時同步。在信道估計方麵，重點講解瞭最小均方誤差（MMSE）準則下的均衡器設計，以及如何在OFDM係統中精確估計和補償頻率偏移與相位噪聲。 第九章：智能鏈路層的自適應機製 現代無綫係統必須能夠根據瞬息萬變的信道條件動態調整傳輸參數。本章係統闡述混閤自動重傳請求（HARQ）機製，特彆是結閤前嚮糾錯（FEC）的Type-I HARQ和Type-II/III HARQ的實現細節。此外，詳細分析瞭比特及功率分配（BPA）的聯閤優化策略，即根據信道質量指示（CQI）反饋動態選擇最佳的調製編碼方案（MCS），以實現吞吐量和可靠性的平衡。 --- 第四部分：超越傳統——麵嚮未來的物理層技術 本部分展望瞭下一代通信係統（如6G及以後）所需的關鍵物理層創新。 第十章：太赫茲通信與可見光通信的挑戰 隨著頻譜資源的日益緊張，毫米波（mmWave）和太赫茲（THz）頻段被視為新的藍海。本章聚焦於這些超高頻段特有的物理挑戰：高路徑損耗、大氣吸收以及極高的相位噪聲。同時，係統地介紹瞭可見光通信（VLC），分析其在室內環境中的潛力、半導體器件的調製限製以及如何集成到現有基礎設施中。 第十一章：認知無綫電與動態頻譜共享 在頻譜日益擁擠的背景下，如何高效地利用“空閑”頻段成為關鍵。本章深入探討認知無綫電（CR）的原理，包括信號檢測（能量檢測、特徵檢測）、頻譜機會發現以及次級用戶對主用戶乾擾的約束。重點分析瞭彈跳頻譜接入（Opportunistic Spectrum Access）的設計框架。 第十二章：能量效率與綠色通信 未來的通信網絡必須在滿足性能要求的同時，大幅降低能耗。本章從物理層角度探討瞭能效優化，包括低功耗放大器設計、脈衝塑形對能效的影響，以及在多用戶場景下如何通過智能調度最大化每焦耳傳輸比特數（Bits/Joule）。 --- 目標讀者群： 本書適閤於通信工程、電子工程、信息與信號處理等相關專業的高年級本科生、研究生，以及在無綫通信、射頻集成電路、網絡研發等領域工作的工程師和研究人員。它要求讀者具備紮實的綫性代數和概率論基礎，是通往高級無綫通信理論與實踐的橋梁。

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